Vorrichtung zur Ausnutzung der Energie der Sonnenstrahlen Es sind
Vorrichtungen zur Ausnutzung der Sonnenstrahlen bekannt, bei denen die Sonnenstrahlen
durch einen feststehenden sphärischen Spiegel gesammelt und auf einen beweglichen
Heizkörper zurückgeworfen werden, der radial zu dem sphärischen Spiegel angeordnet
ist und um seinen von dem Spiegel abgekehrten Drehpunkt entsprechend dem Sonnenstande
und der Jahreszeit geschwenkt wird. Zur Erzeugung größerer Leistungen ist aber ein
sphärischer Spiegel wegen seines verhältnismäßig großen Raumbedarfes ungeeignet.
Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, statt dessen parabolische Langspiegel
o. dgl. zu verwenden. Derartige Spiegel konnten aber bisher nicht feststehend mit
beweglichem Heizkörper ausgeführt werden. Denn bei parabolischen Langspiegeln tritt
im Gegensatz zu sphärischen Spiegeln folgende Schwierigkeit auf: Wenn die Richtung
der einfallenden Sonnenstrahlen (Strahlenbündel =) der Scheitelebene c des Langspiegels
a (Abb. i) parallel ist, so werden die Strahlen durch den Langspiegel a derart zurückgeworfen,
daß sie sich in seiner Brennlinie b vereinigen. -Ist die Richtung der einfallenden
Strahlen (Strahlenbündel 2) zur Scheitelebene e des Langspiegels a nicht parallel,
so werden die reflektierten Strahlen nicht mehr genau in der Brennlinie b vereinigt.
Falls der Langspiegel a nur eine geringe Krümmung besitzt, werden die meisten reflektierten
Strahlen in einer zur Brennlinie parallelen Linie d von um so geringerem Abstand
von der Brennlinie b vereinigt, je kleiner der Winkel ist, den die einfallende Strahlung
2 mit der Scheitelebene e des Spiegels bildet. Steht also der Spiegel a fest, so
wird sich .die einfallende Strahlung bei jedem Sonnenstande in einer Linie d sammeln;
die während eines Tages eine bestimmte Bahn c durchläuft. Zur Mittagszeit beim höchsten
Sonnenstande fällt die Linie d mit der Brennlinie b des Langspiegels zusammen. -Bei
Sonnenauf- und -untergang hat die Linie. d den größten Abstand von der Brennlinie
b. Die Linie d verschiebt sich auf einer muldenförmigen Fläche c,
welche zur Brennlinie b des Spiegels symmetrisch verläuft.Device for utilizing the energy of the sun's rays Devices for using the sun's rays are known in which the sun's rays are collected by a fixed spherical mirror and reflected back onto a movable radiator which is arranged radially to the spherical mirror and around its pivot point facing away from the mirror is pivoted according to the position of the sun and the season. However, a spherical mirror is unsuitable for generating greater power because of its relatively large space requirement. It has therefore already been proposed to use parabolic long mirrors or the like instead. Up to now, however, such mirrors could not be designed to be stationary with a movable radiator. In contrast to spherical mirrors, the following difficulty arises with parabolic long mirrors: If the direction of the incident sun rays (bundle of rays =) is parallel to the vertex plane c of the long mirror a (Fig. I), the rays are thrown back by the long mirror a in such a way that they unite in its focal line b. -If the direction of the incident rays (bundle of rays 2) is not parallel to the vertex plane e of the long mirror a, the reflected rays are no longer combined exactly in the focal line b. If the long mirror a has only a slight curvature, most of the reflected rays are combined in a line d parallel to the focal line, the smaller the distance from the focal line b, the smaller the angle between the incident radiation 2 and the vertex plane e of the mirror forms. If the mirror a is fixed, the incident radiation will collect in a line d at every position of the sun; which traverses a certain path c during a day. At noon at the highest position of the sun, the line d coincides with the focal line b of the long mirror. -The line has at sunrise and sunset. d the greatest distance from the focal line b. The line d shifts on a trough-shaped surface c, which runs symmetrically to the focal line b of the mirror.
Die Erfindung besteht nun darin; daß die zur Bewegung des Heizkörpers
dienenden Führungen nach Kurven gekrümmt sind, die dem Wandern der Linie d infolge
des veränderlichen Sonnenstandes entsprechen, so daß die von dem Langspiegel reflektierte
Strahlung bei jedem Sonnenstande von dem Heizkörper nahezu vollständig aufgefangen
wird. Der Heizkörper wird zweckmäßig als langgestreckter, sogenannter schwarzer
Körper ausgebildet und trägt an seiner Eintrittsöffnung beiderseitig Spiegel, durch
welche die reflektierte Strahlung erfaßt wird. Der Heizkörper ist in einer oder
mehreren Führungen beweglich angeordnet, deren Gestalt der Kurve c in Abb. i entspricht.The invention now consists in; that used to move the radiator
Serving guides are curved after curves, the wandering of the line d as a result
correspond to the variable position of the sun, so that the reflected from the long mirror
Radiation is almost completely absorbed by the radiator at every position of the sun
will. The radiator is useful as an elongated, so-called black
Body formed and carries mirrors on both sides at its inlet opening
which the reflected radiation is detected. The radiator is in an or
several guides arranged movably, the shape of which corresponds to curve c in Fig. i.
In den Abb. 2 und 3 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt,
und zwar ist Abb. 2 eine Vorderansicht und Abb. 3 ein Schnitt längs A-A der Abb.
2. Über dem konkaven, schwach gekrümmten Längsspiegel a ist der Heizkörper
dz in den Führungen f durch Kugellagergehänge n o. dgl. beweglich
angeordnet,
derart, daß er längs der durch Träger t gestützten Führungsschienen
f entlang gleiten kann. Unterhalb des Spiegels a befindet sich die Rohrleitung k,
welche die Vorrichtung mit der Energieverbrauchsstelle, z. B. einem Dampfkessel,
einem Wärmespeicher o. dgl., verbindet. Die Rohrleitung k endet in, einem Drehkopf
in, an welchem eine aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Teilen P und
q bestehende Zuleitung zum Heizkörper h drehbar angeordnet ist.An embodiment of the device is shown in Figs. 2 and 3, namely Fig. 2 is a front view and Fig. 3 is a section along AA of Fig. 2. Above the concave, slightly curved longitudinal mirror a, the heating element dz is in the guides f arranged movably by ball bearing hangers n or the like, in such a way that it can slide along the guide rails f supported by carrier t. Below the level a is the pipeline k, which connects the device with the energy consumption point, z. B. a steam boiler, a heat accumulator o. The like. Connects. The pipeline k ends in a rotary head in on which a feed line to the radiator h, consisting of two telescopically displaceable parts P and q, is rotatably arranged.
Die Bewegung des Heizkörpers h erfolgt durch eine nicht gezeichnete
Antriebsvorrichtung bekannter Art entsprechend dem jeweiligen Sonnenstand, derart,
daß der Heizkörper h innerhalb eines Tages von einem Ende der Führungen f zum. anderen
bewegt wird: Wenn die Sonne zur Mittagszeit ihren höchsten Stand hat, befindet sich
der Heizkörper lt in seiner tiefsten, in der Abb. a mit vollen Linien dargestellten
Lage, in der die Seitenspiegel s des Heizkörpers h symmetrisch zur Scheitelebene
des Langspiegels stehen. Die Teile P und q der Zuleitung sind in dieser Stellung
zusammengeschoben. Steht die Sonne nicht im Meridian, so befindet sich der Heizkörper
in einer Stellung außerhalb der Mittellage; z: B. in der mit punktierten Linien
dargestellten Lage hl, bei der die Teile p und q der Zuleitung auseinandergezogen
sind. In dieser Lage ist der Heizkörper um seine Achse derart gedreht, daß er mit
seinen Seitenspiegeln s die zur Aufnahme der reflektierten Strahlen günstigste Stellung
einnimmt.The movement of the radiator h is carried out by a not shown
Drive device of a known type according to the respective position of the sun, such as
that the radiator h within a day from one end of the guides f to. others
is moved: When the sun has its highest position at noon, is
the radiator is at its deepest, shown in Fig. a with full lines
Position in which the side mirrors s of the radiator h are symmetrical to the vertex plane
of the long mirror. Parts P and q of the supply line are in this position
pushed together. If the sun is not in the meridian, the radiator is located
in a position outside the central position; e.g. in the one with dotted lines
position shown hl, in which the parts p and q of the supply line pulled apart
are. In this position, the radiator is rotated about its axis so that it is with
its side mirrors s the most favorable position for receiving the reflected rays
occupies.
Zwecks besserer Ausnutzung der einfallenden und reflektierten Strahlung
können an den Enden des Langspiegels a schwenkbare Plan-Spiegel o angeordnet sein.
Der Winkel der Planspiegel ö mit der Erdoberfläche wird entsprechend dem jeweiligen
Sonnenstande eingestellt, und zwar befindet sich zu jeder Zeit nur einer der Planspiegel
o in Wirksamkeit, vormittags der nach Westen, nachmittags der nach Osten liegende
Spiegel. Zwecks Vermeidung von Schattenwirkung kann der jeweils nicht benutzte Planspiegel
nach unten geklappt werden.In order to make better use of the incident and reflected radiation
can be arranged at the ends of the long mirror a pivotable plane mirror o.
The angle of the plane mirror with the earth's surface is corresponding to the respective
The positions of the sun are set, and only one of the plane mirrors is located at any one time
o in effect, the one facing west in the morning, the one facing east in the afternoon
Mirrors. In order to avoid shadow effects, the plane mirror that is not in use can be used
be folded down.
Die Antriebvorrichtung des Heizkörpers kann als Uhrwerk ausgebildet
sein oder auch in bekannter Weise mittels lichtempfindlicher Zellen, Thermoreglern
oder Thermoelementen gesteuert werden. Das gleiche gilt für die Bewegung der Planspiegel
o. Bei einer solchen Anordnung bedürfen die Vorrichtungen keinerlei Bedienung und
Überwachung.The drive device of the radiator can be designed as a clockwork
his or in a known manner by means of light-sensitive cells, thermal regulators
or thermocouples. The same applies to the movement of the plane mirror
o. With such an arrangement, the devices do not require any operation and
Monitoring.